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電力電子技術的概念范文1
關鍵詞 數字化電廠 熱工自動化專業 教學改革
中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A
2016年是國家“十三五”規劃的開局之年，在“十三五”期間發電企業將面臨節能減排、減員增效等多重壓力，但同時也是電力發展的又一個重要戰略機遇期；目前中國經濟社會進入新常態，轉向經濟結構優化升級、創新驅動發展?；谶@樣的大背景，電力行業作為支撐國民經濟和社會發展的基礎性行業，受到了較大的沖擊。電力市場表明，低速增長將成為新常態。
發電企業如何積極應對經濟轉型，適應經濟發展新常態，打造、建設高效、安全節約的數字化電廠是發電企業的首選。做為培養發電企業中自動控制人才的專業，進行相應人才培養模式及課程體系的改革必須先行啟動。本文首先介紹數字化電廠的概念和國內外數字化電廠的現狀，然后闡述教學改革的必要性和存在的問題，最后探索提出了教學改革的措施。
1數字化電廠的概念
數字化工廠在全世界并沒有形成公認的統一的定義，但在我國電力行業標準《火力發電廠熱工自動化術語》DL/T701-2012中，對數字化電廠采用了電廠數字化和數字化 電廠二術語進行解釋。電廠數字化是利用計算機及微處理器技術將反映火電廠生產和管理過程對象的現象、特征、本質及規律的聲音、文字、數字、符號、圖形和圖象等模擬信息轉換為數字信息的過程。數字化電廠是電廠數字化達到一定程度后的概念。
電廠的數字化應包括在其各個生存過程，分為六個層面：即電廠規劃和設計的數字化、電廠建設的數字化、電廠運行的數字化、電廠經營管理的數字化等各個層面，才可稱得上是全面的數字化電廠；數字化電廠具有以下六個特點：數字化、模型化、可視化、互操作性、信息化、智能化。
熱工自動化專業的畢業生在未來的工作中，將參與到電廠的各個層面，因此適應形勢、與時俱進進行教學改革勢在必行。
2國內外數字化電廠的現狀
2.1 國外現狀
近年來，數字化電廠建設取得了長足的進步，德國的尼德豪森電廠是全球第一家數字化電廠，控制系統為西門子TXP-2000，除鍋爐安全監控系統（FSSS）、汽輪機控制和保護系統（DEH、ETS）、重要的模擬量采用常規方案外，均采用了現場總線控制系統。被稱為尼德豪森二期工程的德國諾伊拉特電廠1100MW的F機組和G機組，控制系統西門子TXP-3000，與尼德豪森一期相比，不僅被控對象采用了Profibus-DP協議，儀表與全部采用了Profibus-PA協議，同時在常用電源系統還采用了IEC61850協議。
2.2國內現狀
國內電廠在運行方面基本實現了過程控制及設備運行的初級數字化，具備了一定的控制優化和狀態檢修能力。也已經有相當一部分火力發電廠采用了現場總線技術，如即將投產的華電常德電廠（2？60MW）現場總線控制系統占40%，在主控和輔控系統中都有用到；
3基于數字化電廠理念的教學改革的必要性
3.1數字化電廠的推進，要求專業人才知識體系的轉型
我國經濟正向結構調整的新常態轉型，“十三五”規劃期間對電力行業將會有更高的要求，尤其是傳統能源方面，因此將進一步推進數字化電廠。數字經濟和信息時代的到來，電力消費者對于供電可靠性、電能質量及多元化服務的要求越來越高，另一方面發電企業內部也面臨減員增效和節能減排的雙重壓力?；谛袠I的需求，要求專業人才在一定的知識基礎上，適應社會和發電企業的發展，這樣就要求學生的知識面廣，在具備理論基礎的能力上，著重培養創新能力。
3.2自動化技術的發展
數字化電廠采用故障預警、無人值守等技術，將滿足發電企業節能減排和減員增效的要求，而實現電廠的數字化主要依據自動化技術。其中先進的測量技術、控制技術和在線優化技術，進行數據挖掘和故障預警技術，能夠實現鍋爐燃燒的優化及故障預警等，從而實現節能減排和減員增效。這些先進的技術和手段都為適應經濟形勢的發展，發電企業將全面實行數字化、智能化，這主要依賴于自動化技術的發展。
4目前人才培養中存在的問題
4.1人才培養模式深化拓展
目前專業培養人才主要是面向火電、核電行業，但在“十三五”規劃期間電力工業的發展重點預計會向分布式能源、熱電聯產等方向發展，以及更高容量、更高參數、更高效潔凈的方向發展，因此專業的人才培養模式必須能夠在傳統優勢的基礎上，深度挖掘利用專業領域的新知識，并適當開拓新的領域。在優勢領域里做深做強，并適當探索新領域，這是當前人才培養的首要問題。
4.2 教學中存在的問題
鑒于社會經濟形勢的發展及人才培養模式的改革，原有的課程設置及采用教材的不適應顯得尤為突出。適應經濟形勢的發展變化，增減相應課程，并修訂課程中的內容，也需要修訂相應教材。
5探索人才培養模式和課程體系的改革措施
5.1人才培養模式的改革
我校的熱工自動化專業是為電力行業基層培養具有創新精神和實踐能力的應用型高級專門人才，因此改革首先要適應電力行業的要求，并根據本專業的現狀，借鑒和學習其他高校的經驗進行改革。因此，首先到本省、外省的先進發電企業進行走訪和調研，了解企業的發展戰略和自動化技術現狀，以及對熱工自動化專業人才的具體要求；其次，到同行業高校進行調研，學習改革的措施，借鑒成功經驗及教訓；并實時關注本專業畢業生的動態及聽取學生的反饋，根據學生的切身體驗，對人才培養模式進行動態更新。
5.2 課程體系的改革
在正確的人才培養模式的指導下，對具體的課程體系進行改革主要從理論教學和實踐教學兩方面進行：
5.2.1理論教學的改革
基于數字化電廠理念下，電廠的測量技術、控制技術、在線優化技術和數據挖掘技術都將在電廠中得到廣泛的應用，相應這些內容課程的增設就十分必要。除傳統的一些必要的專業課外，可增設選修課或開設講座等，或通過專家學者的報告等，使學生接觸和學習這些前沿的知識，做為知識儲備，才能在工作崗位上立于不敗之地。
現有課程的教材也需要實時更新，測控技術日新月異，在教學過程中可通過編寫講義、教案等，或在網絡教學平臺中向學生補充先進的技術的內容。
總之，通過傳統和現代的教育手段相結合，為學生補充信息。
5.2.2實踐教學的改革
實踐教學是整個教學環節中重要的一部分，實踐教學的改革主要從兩方面進行：實驗設備及實驗手段的改革。
目前學校加大了對教學的投入，不斷更新增置教學實驗設備。利用此契機，新增加的設備應面向數字化電廠的運行及管理，例如現場總線控制系統、智能設備的添置，將來還應加大對大數據利用、互聯網+等方面的投入，使學生能夠在學校掌握最前沿的知識，并為將來的創新提供驅動力。
在教學的各個環節進行全方位的改革，才能培養出適應社會經濟形勢發展的人才。
6結語
基于社會經濟形勢的大背景，適應數字化電廠的發展，進行教學改革勢在必行。人才培養模式的改革和課程體系的改革都是在教育方針的指導下，結合熱工自動化專業的特點，探索改革措施，具有較強的理論和實踐推廣價值。
參考文獻
[1] 張晉賓.解讀數字化電廠[J].自動化博覽，2013（10）：42-46.
電力電子技術的概念范文2
【關鍵詞】 電力電子技術 配電系統 自動化 應用
電力電子技術涵括了很多的科學技術，包括計算機、自動化、半導體技術等等，同時其應用面極廣，尤其是計算機控制系統以及自動化控制技術的發展更為成熟。電力電子技術的應用面不斷過大，滲入到不同的行業當中并且使自身的功能價值得到了體現。下文就電力電子技術在配電系統的應用進行詳細研討。
1 電力電子技術的概念以及特點
當前的電力電子技術具有全控化、集成化、高頻化以及高效率化。全控化是指自動關斷設備取代了半空型普通晶閘管，從而避免了傳統電子設備中的換相電路等；集成化是指全控型器件經由單元件并聯，形成了一個基片當中；高頻化是指利用高頻度提高系統的運行效率。比如GTR、IGBT、MOSFET能夠分別在低頻、高頻、超高頻的環境中運行；高效率化是指器件以及變換技術兩方面的高效率，當器件的導通壓降下降時，導通損耗也會相應變小，器件開關上下變化頻率增快，同樣是開關耗損降低。在軟開關中加入軟開關技術，能夠進一步提高運行效率。電力電子技術屬于較為新興的科學技術，但是已經被廣泛應用在電力行業里，能夠實現對電能的有效控制以及提高電力系統的運行效率。電力電子技術從功能角度可以分為變流技術以及電力電子器件制造技術，由于其具有眾多優勢，并且應用面不斷擴大，所以電力電子技術的相關知識以及成為了電氣工程以及自動化專業重點學習的理論知識。
2 電力電子技術以及配電自動化的發展現狀
電力電子技術是在半導體的基礎上逐漸發展出來，其為強弱電的連接搭建了一個平臺。經過長期的發展，電力電子技術的發展相對較為成熟。其最早是以晶閘管的形式出現，后又發展成為可控硅整流裝置，完成了質的飛躍，在后來出現了柔流輸電技術，此項技術促使許多新型設備的產生，同時電力電子技術也向工業自動化和機電相結合的發展道路，當前電力電子技術能夠實現節能環保、智能化、輕便化等眾多優勢。就我國來說，電力電子技術的發展相對較晚，但是通過國家的幫扶和人們的不懈努力，已經走向了獨具特色的高速發展道路。
經濟的發展必定會帶動電力產業的進步，電力產業的發展已經從傳統投資規模變為以市場需求為重心的發展模式，同時電力市場也完成了賣方向買方轉變的過程，以前我國發電和配電的比率存在較大差距，落后于世界先進國家，當前已經得到了一些改善，例如35kV變電站具備了四遙功能，但是還是存在很大的成長空間，例如電站的自動化、故障檢測定位、故障隔離、最低網損等等，這些還屬于發展階段。從供電設備來看，許多的供電企業已經找到了與配電自動化相協調的設備，例如饋線開關遠程式終端、開閉所、重合器等等，所以實現配電系統自動化的硬件條件還是比較完善的，但除此之外主要還存在兩個問題：第一，供電方在選擇設備的同時，應從自身實際狀況出發，同時還要綜合考察設備的性價比，使設備不至于過快的淘汰，進而造成成本的浪費，盡量選擇與當前科學技術發展方向一致的設備，并且秉承統一規劃、分步實施的原則；第二，配電系統本身具有特殊性，體現在遠方抄表、容量大、定制遠傳等，對于這些技術的標準化要求還存在缺陷，同時以往的規范限制了使用性能，為了防止電力設備供貨商自行設置的紊亂情況出現，有必要將電網的通信規約盡早規范下來。
3 實現配電自動化的必要性
電力電子技術、計算機技術、自動化控制技術三者是相輔相成的關系，只有將電力電子技術與配電系統相結合，才可以實現電子系統的自我控制能力、效率以及配電質量，將電力電子技術應用于配電技術還有以下幾個方面：第一，使電力系統具備更高的自動化水平，電力電子設備的出現促進了電力電子技術的發展，使電力系統具備自動智能化的功能。尤其是模糊控制、智能化控制對于電子設備的重大意義；第二，電力電子技術不僅能夠降低供電單位的成本消耗，保障企業利益，同時其服務對象是社會群眾，所以高質量的配電系統能夠產生高質量的供電服務，從而實現社會效益；第三，電力電子技術不僅僅是以技術的身份停留在技術的層面，而對于電氣產業的結構和管理形式都形成了很大的影響，企業通過利用電力電子技術，使得自身加快了向新興產業的轉型。
4 電力電子技術的優點
首先，電力電子技術能夠對電力進行有效控制，從而將所耗的電能控制在合理范圍之內，達到了優化電能的目的，同時在用戶使用的過程當中也發揮出有限電量的最大使用價值。對于工業生產來說，電力電子技術的不僅提高了生產的效率，也使節能價值得到體現。
其次，電力電子技術的應用能夠使民用電和工業用電的質量得到提升，促進了工業制造工藝的革新，使機電一體化技術得到了發展，在當前對電力電子技術的使用當中，還加入了網絡信息技術，這進一步提高了電力電子技術的使用價值。
然后，電力電子技術能夠實現設別的高頻化，打破了傳統工頻的限制，大大提高了運行效率，使機電設備的體積得到了控制。
最后，只有不斷的實踐才能促進技術的進步，電力電子技術正是因為不斷的發展，不斷的被應用，從而使其融入了其他的先進科學技術，進一步促進了技術的發展，進而得到更廣闊的應用平臺。
5 電力電子技術的應用
5.1 發電階段
在此階段，電力電子技術能夠最大程度的保證配電系統的安全、可靠，能夠增強發電效率，增強管理的科學性。同時電力電子技術中的勵磁技術、太陽能技術、直流調速、變頻調速技術都能夠保障發電環節的順利進行。主要應用方式如下：磁力技術主要能夠提高調節速率，為其他控制提供有利條件，同時降低了成本、操作難度低、可靠度高；變頻調速技術當前發展較為成熟，使風機水泵具備變頻調速功能，對于能源的消耗量也不大，在未來具備良好的發展潛力；太陽能技術體現在環保方面，能夠將太陽能電池板當中的能源轉換到電力系統當中，節約了資源，降低了成本；直流調速技術在很多設備中還具有應用價值，能夠提高電力系統整體的運行效率。
5.2 輸電階段
HDVC以及柔流輸電技術兩方面是電力電子技術在輸電階段的主要應用，HDVC又可以分為常規HDVC以及HDVC Light技術，其最大的特點是可以進行遠距離輸電，受到環境影響程度較小，可以完成大容量、可靠度高、靈活性好的電力輸送，同時HDVD可以保持系統處于持續的、穩定的運行狀態當中。柔流輸電技術是當前發展速度最快的電力電子技術，其與控制技術的連接十分緊密，另外可以控制電力系統中的很多參數，例如電壓以及電流，能夠優化輸電狀況，減小輸電線路對于電能的損耗，從而保證了系統運行的穩定和安全。除了HDVC以及柔流輸電技術外，微型計算機自動化控制也發揮出了應用價值，主要負責對故障的處理，包括檢測、分析以及切除等，減少了人員的工作量。
5.3 配電階段
在配電階段當中電力電子技術的應用目標就是實現配電的可靠性，進而使供電質量得到保證。其特點就是弱電對強電的控制以及調控電壓電流、功率，避免諧波的不良影響，其工作原理類似于柔流輸電技術，能夠同時兼顧電力標準以及配電質量。綜合來說電力電子技術在此階段的應用面最大，同時在未來還會有進一步發展。
5.4 節能環保
電動機的節電并不能完全達到節電效果，變負荷電動機調速同樣也無法實現完全的節能，因此只有將以上兩中節能方式相結合，才能實現全方位的節能效果，變頻調速的無功損耗調速對電力系統的環保節能有重要意義，避免了傳統調速中功率耗損過大的問題。同時變頻調速有助于電機設備自動化水平的提高，在保證調速的準確度的同時又可以達到30%的節能效果，另外還可以是電力設備的運行穩定，不會出現系統崩潰的情況。
6 結語
電子技術與能源有機結合是未來電力電子技術在配電系統應用的發展方向，同時綜合太陽能、風能等不耗損資源，增強資源的利用率，總的來說就是其發展方向應該是迎合環保節約型的社會發展理念的，通過電力電子技術向機電一體化的發展不斷深入，未來將會形成一個電力電子技術體系并且覆蓋全國。除此之外智能化也是電力電子技術的發展方向，電力設備必須具備自我控制能力，對于問題能夠識別并且采取有效的解決辦法，自動化的水平越高，對于人員的依賴性就越小，進而可以達到降低成本、減少工作量，增加效率，保證供電質量等一系列好處。
參考文獻：
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電力電子技術的概念范文3
關鍵詞：直流輸電；電力電子；發電機
一、前言
電力電子技術是一個以功率半導體器件、電路技術、計算機技術、現代控制技術為支撐的技術平臺。經過50年的發展歷程，它在傳統產業設備發行、電能質量控制、新能源開發和民用產品等方面得到了越來越廣泛的應用。最成功地應用于電力系統的大功率電力電子技術是直流輸電(HVDC)。自20世紀80年代，柔流輸電(FACTS)概念被提出后，電力電子技術在電力系統中的應用研究得到了極大的關注，多種設備相繼出現。本文介紹了電力電子技術在發電環節中、輸電環節中、在配電環節中的應用和節能環節的運用。
二、電力電子技術的應用
自20世紀80年代，柔流輸電(FACTS)概念被提出后，電力電子技術在電力系統中的應用研究得到了極大的關注，多種設備相繼出現。已有不少文獻介紹和總結了相關設備的基本原理和應用現狀。以下按照電力系統的發電、輸電和配電以及節電環節，列舉電力電子技術的應用研究和現狀。
(一)在發電環節中的應用
電力系統的發電環節涉及發電機組的多種設備，電力電子技術的應用以改善這些設備的運行特性為主要目的。
1大型發電機的靜止勵磁控制
靜止勵磁采用晶閘管整流自并勵方式，具有結構簡單、可靠性高及造價低等優點，被世界各大電力系統廣泛采用。由于省去了勵磁機這個中間慣性環節，因而具有其特有的快速性調節，給先進的控制規律提供了充分發揮作用并產生良好控制效果的有利條件。
2水力、風力發電機的變速恒頻勵磁
水力發電的有效功率取決于水頭壓力和流量，當水頭的變化幅度較大時(尤其是抽水蓄能機組)，機組的最佳轉速便隨之發生變化。風力發電的有效功率與風速的三次方成正比，風車捕捉最大風能的轉速隨風速而變化。為了獲得最大有效功率，可使機組變速運行，通過調整轉子勵磁電流的頻率，使其與轉子轉速疊加后保持定子頻率即輸出頻率恒定。此項應用的技術核心是變頻電源。
3發電廠風機水泵的變頻調速
發電廠的廠用電率平均為8％，風機水泵耗電量約占火電設備總耗電量的65％，且運行效率低。使用低壓或高壓變頻器，實施風機水泵的變頻調速，可以達到節能的目的。低壓變頻器技術已非常成熟，國內外有眾多的生產廠家，并不完整的系列產品，但具備高壓大容量變頻器設計和生產能力的企業不多，國內有不少院校和企業正抓緊聯合開發。
(二)在輸電環節中的應用
電力電子器件應用于高壓輸電系統被稱為“硅片引起的第”，大幅度改善了電力網的穩定運行特性。
1直流輸電(HVDC)和輕型直流輸電(HVDCLight)技術
直流輸電具有輸電容量大、穩定性好、控制調節靈活等優點，對于遠距離輸電、海底電纜輸電及不同頻率系統的聯網，高壓直流輸電擁有獨特的優勢。1970年世界上第一項晶閘管換流器，標志著電力電子技術正式應用于直流輸電。從此以后世界上新建的直流輸電工程均采用晶閘管換流閥。
2柔流輸電(FACTS)技術
FACTS技術的概念問世干20世紀80年代后期，是一項基于電力電子技術與現代控制技術對交流輸電系統的阻抗、電壓及相位實施靈活快速調節的輸電技術，可實現對交流輸電功率潮流的靈活控制，大幅度提高電力系統的穩定水平。
20世紀90年代以來，國外在研究開發的基礎上開始將FACTS技術用于實際電力系統工程。其輸出無功的大小，設備結構簡單，控制方便，成本較低，所以較早得到應用。
(三)在配電環節中的應用
配電系統迫切需要解決的問題是如何加強供電可靠性和提高電能質量。電能質量控制既要滿足對電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求，還要抑制各種瞬態的波動和干擾。電力電子技術和現代控制技術在配電系統中的應用，即用戶電力(customPower)技術或稱DFACTS技術，是在FACTS各項成熟技術的基礎上發展起來的電能質量控制新技術?？梢詫FACTS設備理解為FACTS設備的縮小版，其原理、結構均相同，功能也相似。由于潛在需求巨大，市場介入相對容易，開發投入和生產成本相對較低，隨著電力電子器件價格的不斷降低，可以預期DFACTS設備產品將進入快速發展期。
(四)在節能環節的運用
1變負荷電動機調速運行
電動機本身挖掘節電潛力只是節電的一個方面，通過變負荷電動機的調速技術節電又是另一個方面，只有將二者結合起來，電動機節電方較完善。目前，交流調速在冶金、礦山等部門及社會生活中得到了廣泛的應用。首先是風機、泵類等變負荷機械中采用調速控制代替擋風板或節流閥控制風流量和水流量具有顯著的效果。國外變負荷的風機、水泵大多采用了交流調速，我國正在推廣應用中。
變頻調速的優點是調速范圍廣，精度高，效率高，能實現連續無級調速。在調速過程中轉差損耗小，定子、轉子的銅耗也不大，節電率一般可達30％左右。其缺點主要為：成本高，產生高次諧波污染電網。
2減少無功損耗，提高功率因數
在電氣設備中，變壓器和交流異步電動機等都屬于感性負載，這些設備在運行時不僅消耗有功功率，而且還消耗無功功率。因此，無功電源與有功電源一樣，是保證電能質量不可缺少的部分。在電力系統中應保持無功平衡，否則，將會使系統電壓降低，設備破壞，功率因數下降，嚴懲時會引起電壓崩潰，系統解裂，造成大面積停電事故。所以，當電力網或電氣設備無功容量不足時，應增裝無功補償設備，提高設備功率因數。
電力電子技術的概念范文4
當今社會，能源問題是全球面對的一個共同的危機。由于全球各國的煤儲量、石油儲量都在迅速地減少，生態平衡遭到了嚴重的破壞，環境污染日益嚴重，因此，新能源的應用已經迫在眉睫，世界各國對此十分重視。為了新能源的利用問題，世界各國各自啟動了各項能源計劃，表明新能源的利用已經迫在眉睫。為了應對這種必然發展趨勢的需要，在近些年來我國各高校與電力電子和電力傳動相關的學科以上各級都開展了與新能源發電相關的電力電子應用技術的研究?？梢娦履茉窗l電已經不可避免地成為我國乃至世界電力電子技術的主要的應用領域之一。目前我國正處于一個技術急缺的時候，在電力電子技術應用方面體現為：二并網變換器主要來源于進口產品，我國對外來產品的普通運行經驗不夠，我國的國產產品仍然在費力的摸索中逐步前進。我國產品的主要問題表現為：裝備的可靠性差，產品的有關性能和功能還達不到要求，產品沒有統一的標準。雖然這樣，我國的電力電子技術的應用系統仍然的到了一定程度的發展。其表現如下：首先，我國的電力電子技術應用系統開始向大容量發展。我國發電系統的單機容量已經用兆瓦來作單位，并且它在向更大的容量方向發展。其次，電力電子技術應用系統的高能性。這種特性主要通過電力電子技術在應用時所展現的高可靠性和高效率，還有電力電子技術為了適應電網所需求的低電壓穿越以及對電網進行的孤島保護等。
2智能電網發展歷程。
智能電網也是近幾年來隨著我國電力電子技術的發展在電子行業興起的概念。在人們的潛意識里，基本上認為電力電子技術、傳感技術、新能源發電技術、通訊技術等是驅動“智能電網”的主要因素。事實上，電力電子技術是一門包括靈活輸電、新型儲能、傳感、先進的信息、控制等技術，它承載著大規模的可再生能源并網發電，以實現電網的安全、穩定、高效運行。近些年來，世界各國對于智能電網的研究愈加重視，2008年，美國提出了智能電網計劃，企圖用智能電網對各種新能源進行入網管理，并在此基礎上全面地對能源進行分布式的管理，最終是美國創造出世界上高能源使用效率的記錄。同年10月，我國也針對智能電網正式地啟動了一個具有可行性的研究項目。并依據這一項目規劃出了一個“三步走”的戰略。所謂“三步走”戰略，即在2010年將我國的電網高級調度中心建成，在2020年將我國具有初步智能特征的數字化電網全面建成，在2030年使得我國具有自愈能力的智能電網得以真正建成?？梢哉f，電力電子應用系統近些年來被廣泛運用與智能電網中。
3電氣節能發展歷程。
變頻調速作為電氣節能的主要內容。它是解決我國節能規劃工程中電機系統節能的關鍵。我國政府對自2006啟動的節能規劃工程投入頗多，因此，節能這一舉措勢在必行。變頻調速系統在運行過程中的主要依靠作為電機的電力電子變頻器驅動電源。隨著我國電子技術應用系統的不斷發展，我國的變頻調速技術也變得日趨成熟，在市場上有極大的發展空間，且其保質期延長了許多。目前，我國高壓電機系統中采用變頻調速技術的大約有20%，而低氣壓電機系統中采用此技術的大約占30%?？梢?，我國使用電力電子變頻器來驅動源的變頻調速系統在未來有著極大的發展空間。除此之外，變頻調速系統將會在未來繼續隨著電子技術應用系統的發展成為一個集成型、專用型的系統產品。它的特點即是將變頻器、電機以及其控制集于一體。
4電力牽引發展歷程。
電力電子技術的概念范文5
關鍵詞：電力電子技術;電路系統;應用
電力電子技術是從上世紀開始發展起來的，也稱為功率電子技術，它具有的特點是：小體積、小重量、大容量、低損耗、較長的使用壽命，而且方便維護、有優異的控制性能。電力電子技術的應用范圍特別廣，涉及通信、電器等多個領域，應用在電路系統是其中一個重要方面，因此，研究電力電子技術在電路系統中的應用尤為重要。
1電力電子技術介紹
電力電子技術是一個由多種技術支撐的平臺，不僅包括功率半導體器件和現代控制技術，還包括計算機技術和電路技術。在近五十年來發展迅速，應用的范圍也從傳統產業設備以及電能質量控制逐漸發展到新能源開發，而且在民用產品方面也有較廣泛的應用。在電力電子技術眾多的應用方面中，應用于電路系統，尤其是直流輸電的大功率電力電子技術是其中的重要方面。自本文分別介紹了將此技術應用在電路系統中的發電、輸電、配電和節能這四個環節。
2電力電子技術在電路系統中的應用
自柔流輸電概念出現后，越來越多的學者開始關注電力電子技術，并積極聯合多種技術，開發出許多相關的支持和應用設備。下面對電力電子技術的多個電路系統應用方面進行詳細介紹。
2.1將電力電子技術應用
在發電環節在發電環節，可以將電力電子技術應用在發電環境中的發電環節，涉及到的設備包括發電機組的大多數設備。在這種情況下，電力電子技術能夠實現設備運行特性改善的目的。第一種情況是用于靜止勵磁，尤其是對于大型發電機，采用晶閘管整流方式，利用靜止勵磁的自并勵方式，具有明顯優勢，能夠獲得極高的可靠性，而且結構相對簡單，造價也不高，所以其應用技術已經獲得了國內外相關專家學者的青睞。在這一項應用中，將中間的慣性環節也就是勵磁機部分省去了，所以它的調節速度更快。調節速度的加快對于更好的控制規律的應用更為有益，從而控制效果的進一步優化就能隨之實現。第二種情況是應用于水力和風力發電中。對于水力發電而言，水頭壓力和流量是決定其變速恒頻勵磁的關鍵因素，一旦水頭出現較大的變化幅度，機組將會隨著水頭的變化出現最佳轉速的改變。對于風力發電而言，有效功率的大小正比于風速的三次方，而且風車會隨著風速的改變出現捕捉最大風能的功能的轉變。在上述情況中，為了實現有效功率的最大化，需要實現機組運行的速度的變化，可以通過將轉子勵磁電流進行調整實現。也就是疊加轉子轉速，以保持輸出頻率也就是定子頻率的不變，在這項應用中，涉及的關鍵技術是變頻電源。第三種是應用在變頻調速中。在發電廠中，風機水泵的耗電量是非常巨大的，根據統計，火電設備的總耗能的65%都是風機水泵貢獻的，而其中的8%又是變頻調速消耗的，也就是說風機水泵變頻調速的運行效率是比較低的。如果要實現節能的目的，不管是在高壓還是低壓變頻器中，將變頻調速技術應用于風機水泵是最佳的解決思路。
2.2將電力電子技術應用
在輸電環節在輸電環節，尤其是高壓輸電過程中，電力電子技術應用素有“硅片引起的第”的稱號，它的應用實現了電力網運行穩定性的大幅度提高。在直流輸電技術中，直流和輕型直流輸電具有容量大、性能穩定、易于靈活控制的特點，所以高壓直流輸電在長距離輸電以及在海底電纜輸電中擁有無法取代的優勢。晶閘管換流器于上世紀七十年代第一次出現，代表著直流輸電正式進入電力電子技術應用時代，從此以后，晶閘管換流閥開始廣泛應用于直流輸電工程。在1980年到1990年，柔流輸電技術開始出現，這項輸電技術是以電力電子技術為基礎，借助現代控制技術，實現靈活調節交流輸電系統的電壓、阻抗和相位的技術，能夠充分保證電力系統的穩定性。
2.3電力電子技術應用
在配電環節存在于配電環節的主要問題是電能質量的保證和供電可靠性的保證。其中對于電能質量問題來說，既要滿足控制電壓、頻率和諧波的要求，又要滿足不對稱度的要求，同時還要防止出現瞬態波動和干擾。應用電力電子技術，結合現代控制技術，應用于電路系統中的配電環節，是近些年來發展起來的新型電能質量控制技術。市場對于這項技術的需求比較大，而且由于其開發簡單、成本低廉，所以這項技術的應用前景非常好。
2.4電力電子技術應用
在節能環節電動機運用變負荷方式進行節電只是節能的一個方面，而電動機變負荷調速技術是節能研究的另一個方面，只有二者的有力結合才能實現真正的節能。交流調速是目前廣泛用于冶金和礦山等部門的一項技術。風機、泵類是首先采用調速控制的變負荷機械，此技術用于替代風板或節流閥，在對風流量和水流量進行控制時的效果非常明顯。變負荷的風機、水泵，國外普遍選擇交流調速方式，但在我國這項技術還處于應用推廣階段。變頻調速的具有調速范圍廣，效率和精度高，可以連續無級調速。這種技術具有損耗小，節電效率客觀的優點，但同時也存在成本高，易產生高次諧波，從而對電網造成污染的問題。對于無功損耗的問題，功率因數的提高對于電氣設備節能尤為重要。感性負載一般是指交流異步電動機、變壓器等，在運行這些設備時，會同時消耗有功功率和無功功率，所以為了實現電能質量的優化，要同時保證無功與有功電源的優化。一旦電力網或電氣設備出現無功容量不夠的情況時，為使得設備功率因數提高，需要加設無功補償設備。
3結束語
電力電子技術仍然處于快速發展階段，這個過程中又不斷的有新結構器件、新材料出現，而且不斷進步的計算機技術也為現代控制技術的廣泛應用提供可能。在相關輔助技術的發展支持下，電力電子技術在電路系統中的應用也越來越廣泛。
參考文獻
[1]李中國.電力電子技術在綠色照明電路中的應用[J].山東工業技術,2015(11):177.
電力電子技術的概念范文6
[關鍵詞] 電力電子技術 電力系統 開發利用 應用
1.電力電子技術電力系統開發方面的應用
自上世紀八十年代以來，柔流輸送電力能源的概念被提出之后，電力電子技術在我國電力系統中的應用研究被廣泛提升到了一定高度，各種極具電力電子技術特色的電力設備相繼被研發出來。目前，已經有不少關于這方面設備基本原理及應用現狀的研究資料，極大地推廣了電力系統開發方面的應用范圍。以下就談及此方面的一些內容：
1.1 在電力系統發電環節中的應用
電力系統發電環節一般涉及各種發電機組設備，而電力電子技術的應用主要以改善這些電力設備的運行狀況為目的。根據實踐表明，大型發電機、水力或風力發電機在應用方面極其出色。①大型發電機的靜止勵磁控制可采用晶閘管整流自并勵的方式達到這一目的，其明顯的優勢在于結構簡單、可靠性高及造價低等，因此已被世界各國廣泛應用且效果良好。究其原理可以看出由于大型發電機在發電過程中省掉了勵磁機這個中間慣性環節，促使發電機運行具有了自身特有的快速性調節功能，這樣一來大型發電機能夠充分發揮其發電功能，并且在控制規律上也產生了良好的效果。②水力和風力發電機可通過電力電子技術控制器變速恒頻勵磁，水利發電機的有效功率主要由水頭壓力和流量大小決定，水頭壓力變化越大，水利發電機組的最佳轉速也隨之變化。而風力發電的有效功率則于風速的三次方成正比例關系，風力發電機組在捕捉到最大風能時的轉速隨風速大小變化，為了能夠使得風力發電機組的有效功率成最優化的正比例關系，采用以變頻電源為核心技術的電力電子控制系統對機組轉子的勵磁電流頻率進行適宜調整，使其與轉子轉速疊加后能夠保持定子頻率即可輸出恒定頻率。
1.2 在電力系統輸電環節中的應用
通常，被稱為“硅片引起的第”就是指將電力電子器件應用于高壓輸電系統中的改革過程，其主要的應用效果是大幅度地改善電力系統網的穩定運行狀況。
（一）HVDC和HVDC Light兩項技術的應用
HVDC（Light）技術，即（輕型）直流輸電技術。直流輸電技術具有電容量大、穩定性好和控制調節靈活等明顯特點，尤其是對于我國遠距離輸電、海堤電纜輸電及不同頻率系統的聯網功能具有劃時代的意義。值得一提的是，此項技術是由1970年世界上第一項晶閘管換流器研發應用開啟的，也標志著世界電力電子技術正式被應用于直流輸電工程。自此以后世界各國都將采用晶閘管換流閥作為新建直流輸電工程的主要辦法。
（二）FACTS技術（柔流輸電技術）則是于上世紀八十年代被提出最終概念的，它是將電力電子技術與現代控制技術對交流輸電工程系統的阻抗、電壓及相位加強調節輸電技術，最終實現對交流輸電功率的靈活控制，并大幅地提高電力系統的穩定運行水平。FACTS技術具有設備結構簡單、控制方便和成本較低等優點，因此應用范圍極廣。
1.3 在電力系統配電環節中的應用
電力系統配電環境亟待解決的問題是怎樣加強供、用電的安全可靠性和質量標準，電力能源的質量標準控制即是滿足對電能電壓、頻率、諧波和不對稱度的要求，同時減少各種瞬態波動和干擾。電力電子即是和現代控制技術的結合應用便是在電力系統配電環節中極力推廣DFACTS 技術。DFACTS 技術是基于如FACTS 技術等各項基礎技術發展起來的電力能源質量控制的新技術。狹義層面上講，DFACTS 技術是FACTS 技術的精簡版，其技術原理、電力設備和應用功能均相同，但是開發投入和生產成本相對較低的特點更切合于目前我國潛在需求巨大的市場。伴隨著我國電力市場中電力電子器件的成本價格越來越來的狀況，可以預見此項技術將很快進入到成熟期并繼續高速發生。
1.4 在電力系統節能環節的應用
變負荷電動機的調速運行
電動機在其自身挖掘節能潛力過程中，可通過電力電子技術對負荷電動機調節速度達到節電效果。在目前，電動機交流調速在冶金、礦山等工業部門中還是得到了廣泛的應用與發展。其通用的節能應用措施是在風機、泵類等變負荷機械中采用調速控制代替擋風板或節流閥控制風流量和水流量，取得效果良好。此項技術的應用具有的有點在于調速范圍廣、精度高、效率高和能實現連續無級調速等，但是明顯的缺點是成本高，產生高次諧波會污染電網系統。
1.5減少無功損耗，提高功率因數
在電力系統電氣設備中，變壓器和交流異步電動機等均屬感性負載，設備在運行過程中會大量消耗有功功率和無功功率。因為無功電源與有功電源都是保證電能質量不可或缺的組成部分。因此，在電力系統中應盡量保持無功平衡，避免電力系統電壓降低、設備損壞、功率因數下降等問題，嚴重者則容易引起電壓崩潰和系統解裂導致大面積用戶停電的事故。鑒于此，在電力系統或電氣設備無功容量不足時，需增裝無功補償設備以提高電氣設備的功率因素。
2.電力電子技術電力系統開發方面的發展趨勢
近些年來，伴隨著我國計算機技術、控制技術和通信技術的迅猛發展，現代的電力系統已經發展成為一種以計算機技術、控制技術、通信技術、電力裝備和電力電子技術為主要組成部分的綜合體，即“CCCP”。電力系統信息量逐日增大提高了對自動化處理信息能力的要求，電力電子電力系統的開發需要考慮的因素越來越多，內涵不斷深入、外延不斷拓展、可直接可觀可測的范圍也越來越廣，也為我國在這一方面的的開發與發展迎來了絕好的契機。
當今，我國在電力電子技術在電力系統應用開發方面的發展正逐步趨向于在控制策略上日益向最優化、適應化、智能化、協調化、區域化發展；在設計分析上日益要求面對多機系統模型來處理問題；在理論工具上越來越多地借助于現代控制理論；在控制手段上日益增多了微機、電力電子器件和遠程通信的應用；在研究人員的構成上需要多“兵種”的聯合作戰等。
電力系統應用電力電子技術實現智能控制是基于過去四十多年來實踐經驗總結與研究，主要分為三個階段來實現：第一階段是基于傳遞函數的單輸入和單輸出；第二階段是線性最優控制、非線性控制及多機系統協調控制；第三階段則是智能控制。智能電力控制一般能夠遇到的技術困難包括：
（1）具有強非線性的、變參數和全動態；
（2）具有多目標尋優和在多種運行方式及故障方式下的魯棒性要求；
（3）不僅需要本地不同控制器之間的協調作用，也需要異地不同控制器之間間協調控制。
電力系統實現智能化控制是從穩態或準穩態控制向動態控制發展的必然趨勢，實現智能動態控制即是我國電力系統實現完整控制時代來臨的標志。
3.結束語
綜上所述，在伴隨我國計算機技術、控制技術及通信技術的發展過程中，電力系統亦需要進行更新換代。電力電子技術在電力系統中的應用將是逐步實現技術水平提高和推動社會經濟發展邁出的重要一步。
參考文獻:
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